水性环氧固化剂的合成与表征

以环氧树脂E-12和聚乙二醇反应制得乳化剂，在该乳化剂作用下，将环氧树脂E-51分散在去离子水中，制备环氧树脂乳液。用环氧树脂E-51和PEG800为原料，以质量比为2．4：1的比例，在80℃下反应2-3h，制得改性环氧树脂，再以该改性环氧树脂和三乙烯四胺为原料，在70℃下反应2h，得到性能优良的固化剂。以该固化剂配制的涂料形成的涂膜耐碱性较好。     

室温固化耐热环氧胶粘剂的制备与性能研究

采用氨基硅油和液体端羧基丁腈橡胶(CTBN)对环氧树脂进行化学改性,制备出室温固化耐热环氧胶粘剂。探讨了氨基硅油和CTBN的加入量、环氧树脂种类等对胶粘剂粘接性能的影响。实验结果表明:用氨基硅油和CTBN共同改性环氧树脂制得的胶粘剂性能与末改性树脂相比有显著的提高;酚醛环氧树脂F-44和环氧树脂E-51进行复配时,所得胶粘剂的粘接性能较佳。     

聚醚胺固化环氧树脂胶粘剂的研究

以聚醚胺D-230为固化剂,研究了多官能度环氧树脂和硫酸钙晶须的加入对环氧树脂胶粘剂粘接性能的影响。研究结果表明,多官能度环氧树脂和改性硫酸钙晶须的加入,很好地改善了环氧树脂胶粘剂的高温性能;当环氧树脂m(E-51)∶m(F-51)∶m(AG-80)=3∶3∶2、改性硫酸钙晶须为树脂总质量的10%时,体系的粘接性能最佳,室温和100℃剪切强度分别为25.91MPa和6.11MPa,室温剥离强度可达5.26kN/m。     

改性双酚A型环氧树脂耐热性能提升研究

通过选用四官能团环氧树脂E-1762和双马树脂BMI与环氧树脂E-51混合,制备了不同共混比例的E-51/E-1762体系和E-51/BMI体系的改性树脂。采用差示扫描量热法(DSC)、流变实验,研究了改性树脂的玻璃态转变温度T_g、黏度等热性能指标。结果表明,最优改性树脂配方为：m(E-51)∶m(E-1762)=1∶1、固化剂为DDS。在此最优改性配方下,DSC实验表明,T_g较改性前提升65.7%,可达207℃,改性效果显著。     

无酚型曼尼期碱固化剂的性能及工程应用

分别对环氧树脂(E-51)/无酚型曼尼斯碱固化剂481、E-51/酚醛改性胺T-31两种固化体系在不同温度下的凝胶时间进行了测定,并对固化物的力学性能进行了测试。结果表明:按m(E-51):m(481)=100:35时,固化物的拉伸性能最佳;与E-51/T-31相比,E-51/481的凝胶时间较长,固化反应表观活化能较高,反应温和;力学强度和粘接强度均得到提高,其中拉伸强度、断裂伸长率的增幅均超过50%;该固化物显示出较好的坚韧性,以此新型曼尼期碱481配制的灌注修补结构胶粘剂经工程应用效果较好。     

改性脂环胺固化剂在陶瓷膜端面封胶中的应用

以聚酰胺651及自制的M6640改性脂环胺为固化剂分别与环氧树脂E-51配制成管式陶瓷膜表面封端用胶粘剂,通过示差扫描分析法(DSC)、胶粘剂力学性能及腐蚀液的化学需氧量(COD)测试,考察了环氧固化剂种类、M6640改性脂环胺与环氧树脂E-51的质量比、固化条件对环氧胶粘剂的力学性能及耐碱性等的影响。结果表明,m(M6640改性脂环胺):m(环氧E-51)=50:100,固化条件25℃/24 h+80℃/4 h时,胶的剪切强度17.49 MPa、拉伸强度78.72 MPa、压缩强度105.32 MPa、弯曲强度120.58 MPa、硬度90.5 HD,Tg65.3℃,耐碱腐蚀,可满足陶瓷膜端面胶的应用要求。     

硫脲对腰果酚曼尼期碱固化与性能的影响

分别对环氧树脂(E-51)/腰果酚曼尼期碱(PCD)和环氧树脂(E-51)/硫脲改性腰果酚曼尼期碱(FCD1)两种固化体系在不同温度下的凝胶时间进行了测定,通过Arrenhinus公式求出固化反应的表观活化能,并对固化物的力学性能和耐热性能进行了测试。结果表明:与E-51/PCD相比,E-51/FC-D1的表观活化能降低34.2%,低温固化反应活性更高,除固化物断裂伸长率下降46.9%外,其余剪切强度、拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量和压缩强度均得到提高,固化物综合性能好;耐热性基本保持不变。     

非离子型水性环氧树脂固化剂的合成与性能研究

采用低相对分子质量的环氧树脂E-51与聚醚-4000反应制备环氧改性聚醚加成物,再与多乙烯多胺进行反应制备胺封端的聚醚-环氧-胺加成物,最后采用单环氧化合物进行封端,合成非离子型水性环氧固化剂,实验表明工艺可行。对环氧E-51改性聚醚-4000合成过程中的各影响因素进行了研究,并对非离子型水性环氧固化剂的固化性能进行了评价。最佳配方与工艺为:n(环氧树脂E-51)∶n(聚醚-4000)2∶1,催化剂选用含三氟化硼(BF3)质量分数2%的乙醚溶液(60℃时加入,加入量为2%)。与现有的市售水性环氧固化剂固化性能相比,非离子型水性环氧固化剂固化的环氧体系的柔韧性和耐冲击性有大幅提高。     

低粘度酚醛改性胺环氧固化剂的性能研究

采用非等温DSC法对自制的低粘度酚醛改性胺固化剂与环氧树脂的固化反应工艺参数进行了推导,并通过测试体系的固化度加以验证。固化物采用红外光谱进行了表征,同时测定了浇注体的力学性能、热性能(TG),并通过扫描电镜(SEM)对拉伸断裂面的表面形貌进行了观察。结果表明:环氧树脂E-51与自制固化剂的质量比为100∶35,固化工艺条件为常温/24 h+80℃/2 h时,体系力学性能最佳,拉伸强度55.2 MPa、弯曲强度92.8 MPa、压缩强度83.0 MPa,断裂伸长率2.2%,Tg达到280.3℃。该固化剂粘度低、耐热性好、具有很好的柔韧性,可用于建筑结构胶。     

氨基硅油改性环氧树脂的制备与性能研究

将带有氨丙基的氨基硅油与环氧树脂反应,制备了聚硅氧烷改性的环氧树脂,并对改性产物进行了结构表征。研究了氨基含量以及反应体系中溶剂存在对改性环氧树脂的力学性能的影响,并从微观结构上进行了分析。结果表明:氨基硅油接枝到环氧树脂链上,环氧树脂的力学性能主要依赖于氨基硅油的氨基含量,当摩尔含量5%的氨基硅油与环氧树脂反应,可以较好地提高环氧树脂的力学性能,提高柔韧性,在摩尔含量5%时就能较好提高改性环氧树脂的耐热性能。     

钝化2-乙基-4-甲基咪唑/环氧树脂低温固化体系研究

测定了三种α-甲基丙烯酸钝化2-乙基-4-甲基咪唑固化环氧树脂(EP)体系的凝胶时间及固化反应放热曲线,制定了EP固化体系的固化工艺条件,并对这三种EP固化体系的室温(20℃)储存特性及其浇铸体的综合性能进行了比较。结果表明:这三种EP固化体系均可在80℃时快速固化,浇铸体的固化工艺条件为80℃/4 h;当m(E-51)∶m(Eg-031)∶m(固化剂)=25∶25∶2时,EP固化体系预浸料具有最长的储存期(15 d),是综合性能优良的低成本复合材料制造用基体树脂,其弯曲强度、弯曲模量、冲击强度和热变形温度分别为109.3 MPa、3.0 GPa、7.76 kJ/m2和125℃。     

高温固化环氧树脂胶粘剂的研究

以酚醛环氧树脂(F-51)、不同种类的固化剂和填料等为主要原料,配制不同的EP(环氧树脂)双组分复合材料修补用胶粘剂。采用单因素试验法优选出制备EP胶粘剂的较佳工艺条件。结果表明:当m(F-51)∶m(固化剂PA651)=100∶55、m(气相白炭黑)∶m(高岭土)=15∶80时,制成的EP双组分胶粘剂可在较高温度(室温/1 d→170℃/1 h)条件下固化,其剪切强度为13.8 MPa、压缩强度为85.1 MPa和压缩模量为5.7 GPa,并且其凝胶时间较长、流动性控制性较好、耐介质浸泡性和操作方便性俱佳,完全满足复合材料修补用胶粘剂的使用要求。     

Accelerated-curing epoxy structural film adhesive for bonding lightweight honeycomb sandwich structures

Accelerating the curing of epoxy/aromatic amine adhesives and improving their toughness are challenges in heat-resistant epoxy structural adhesives. Herein, we report an epoxy/aromatic amine adhesive accelerated curing system with an oxo-centered trinuclear (chromium III) complex, which is toughened using a thermoplastic block copolymer (TPBC). The reaction characteristics, heat resistance, microstructure, and bonding properties of the accelerated epoxy adhesives were analyzed. The reaction peak temperature of the epoxy with 3% catalyst was 113.1°C, which was 113.6°C lower than that of epoxy without catalyst, and the modified epoxy resin demonstrated a potential for rapid curing at medium temperature. The glass transition temperature of the TPBC-toughened epoxy adhesive was 125°C after curing, indicating excellent thermal stability after medium temperature curing. The introduction of the TPBC increased the single-lap shear strength of the epoxy adhesive without reducing its heat resistance. The shear strength at room temperature and 120°C of the modified epoxy adhesive with 50 phr of TPBC was 25.2 and 10.9 MPa, respectively. Moreover, the epoxy film adhesive exhibited outstanding bonding properties when used in the bonding of lightweight honeycomb sandwich structures.     

铅酸蓄电池用密封胶的配比对性能的影响

以改性环氧树脂(EP)与改性芳香胺固化剂为原料制备铅酸蓄电池极柱灌封用密封胶,着重研究了改性EP与固化剂的配比对胶粘剂性能的影响。实验结果表明,改性EP与固化剂配比对胶粘剂的初步固化时间、热变形温度、剪切强度和拉伸强度的影响显著;3种配比的胶粘剂耐酸碱性能均较好;当m(改性EP)∶m(固化剂)=100∶50时胶粘剂的综合性能最优,其初步固化时间为6 h、热变形温度为97℃、拉伸强度为72 MPa、剪切强度为3.56 MPa且对ABS的粘接达到材料破坏的程度。该胶粘剂室温固化具有一定的适用期,并具有良好的粘接性能、耐久性能和耐酸性能,可以满足蓄电池极柱灌封和粘接的技术要求。     

适用于低温固化的低黏度高强度环氧树脂结构胶

以碳酸丙烯酯(PC)为活性稀释剂、自制增韧型421固化剂/快固型DETA(二乙烯三胺)固化剂作为复合固化剂,制备环氧树脂(EP)结构胶。研究结果表明:当m(EP)∶m(PC)∶m(421)∶m(DETA)=100∶20∶24∶6.0时,EP结构胶的初始黏度(60 mPa.s)相对较低,其强度和韧性俱佳(拉伸强度为45 MPa、压缩强度为70 MPa和钢/钢剪切强度为12.0 MPa);该EP结构胶可低温固化(5℃或常温固化7 d后的拉伸强度基本一致),也是一款适用于冬季施工的低黏度高强度EP结构胶。     

中温固化单组分EP结构胶的研究

利用超细微双氰胺固化剂与自制脲促进剂制成了单组分环氧树脂(EP)结构胶。研究结果表明:当w(促进剂)=1%、w(固化剂)=6%时,该EP结构胶可中温固化(125℃固化1 h),其室温储存期超过180 d;该EP结构胶经质量分数为20%的聚酰胺酰亚胺(PAI)增韧后,其T型剥离强度(1.30 kN/m)提高了8倍左右,25、150℃时的拉伸剪切强度为36.8、6.7 MPa,热分解温度大于300℃,说明其具有一定的耐温性能。     

三乙烯四胺固化有机蒙脱土/环氧树脂复合体系的研究

以三乙烯四胺作为EP(环氧树脂)的常温固化剂制备EP/OMMT(有机蒙脱土)/三乙烯四胺纳米复合材料。采用X射线衍射(XRD)法,差示扫描量热(DSC)法等手段研究了不同配方对EP/OMMT/三乙烯四胺固化体系的凝胶时间、力学性能、热性能及OMMT的插层剥离行为等影响。结果表明:对EP/OMMT/三乙烯四胺复合材料而言,90~120℃固化体系的OMMT剥离与插层效果优于室温固化体系;当固化温度为120℃时,EP/OMMT/三乙烯四胺复合材料的耐湿热性能和弯曲强度均优于常温固化体系;EP/OMMT/三乙烯四胺复合材料经常温固化24 h后,其冲击强度比纯EP体系提高了7%~12%。     

端氨基聚脲增韧固化环氧树脂胶粘剂的研究

为了提高环氧树脂(EP)胶粘剂的韧性,利用过量的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与氨基聚醚进行反应,然后进一步与二乙烯三胺反应合成了二乙烯三胺封端的端氨基聚脲;并以此作为EP的固化剂和增韧剂,制备了高断裂伸长率的EP胶粘剂。实验结果表明,当m(EP)∶m(端氨基聚脲)∶m(三乙烯四胺)=58.8∶39.2∶2.0时,制得的EP胶粘剂的室温拉伸强度为16.2 MPa,断裂伸长率为56%;50℃时的拉伸强度为9.7 MPa,断裂伸长率为35%;该EP胶粘剂在50℃×16 h或25℃×50 h条件下可以完全固化。     

端脂肪氨基聚醚/环氧树脂胶粘剂的固化工艺研究

以端脂肪氨基聚醚(AATPE)作为环氧树脂(EP)的固化剂,制备出一种高强度、高韧性的EP胶粘剂。采用动态差示扫描量热(DSC)法和凝胶化理论模型研究了AATPE/EP胶粘剂体系的固化反应特点,并对其固化工艺进行了优化。结果表明:AATPE/EP体系的最佳固化工艺条件为"50℃/6 h→100℃/2 h";在最佳固化工艺条件下制备的固化产物,其固化度为97.14%,并且其力学性能优异。     

水性环氧树脂乳化型固化剂固化特性研究

在多元胺中引入环氧树脂(EP),再通过成盐反应,合成出含仲胺盐结构、可乳化液体EP的固化剂;然后采用相反转法制备出稳定的水性EP乳液。结果表明:该固化剂在室温时具有一定的潜伏性(水性EP乳液室温储存期超过14 d),而在较高温度时具有快速固化的特点。仲胺盐的起始分解温度(Ti)约为113℃,当固化温度较低时,仲胺盐热分解反应难以进行,封闭的仲胺基与环氧基的固化反应难以发生,表现为成盐率越高,乳液凝胶时间越长;当固化温度>Ti时,仲胺盐快速热分解后释放出被封闭的活性仲胺基,乳液可快速固化,成盐率对乳液凝胶时间的影响不大。各固化膜均具有较低的吸水率(<3.1%),其耐水性和耐丙酮性能优良,但耐强酸、强碱性能较差且随固化剂成盐率提高而下降。